ปัจจัยที่มีอิทธิพลอย่างมากต่อการทำงานที่มั่นคงของกังหันน้ำ

อย่างที่เราทราบกันดีว่าชุดเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากังหันน้ำเป็นแกนหลักและส่วนประกอบเชิงกลที่สำคัญของโรงไฟฟ้าพลังน้ำ ดังนั้น จึงมีความสำคัญอย่างยิ่งที่จะต้องให้แน่ใจว่าชุดกังหันน้ำทั้งหมดทำงานได้อย่างเสถียร มีหลายปัจจัยที่ส่งผลต่อเสถียรภาพของชุดกังหันน้ำ ซึ่งมีมาตั้งแต่การออกแบบชุดกังหันน้ำทั้งหมด

ในการออกแบบชุดกังหันน้ำทั้งหมด อิทธิพลของการออกแบบระบบไฮดรอลิกมีน้อย เมื่อชุดกังหันน้ำทำงานภายใต้สภาวะปกติ การไหลของน้ำที่ทางออกของรันเนอร์ของชุดจะไหลออกต่อไป และการไหลของน้ำที่ทางออกของรันเนอร์จะไม่หมุน เมื่อกังหันไม่ได้อยู่ในสถานะการทำงานที่เหมาะสม การไหลที่ทางออกของรันเนอร์จะค่อยๆ ก่อตัวเป็นกระแสวงกลมในท่อร่างของกังหัน เมื่อกังหันอยู่ภายใต้ภาระบางส่วนของหัวต่ำ 40 ~ 70% การไหลที่ทางออกของรันเนอร์จะหมุนไปข้างหน้าและค่อยๆ ก่อตัวเป็นกระแสน้ำวนแบบริบบิ้น ซึ่งจะทำให้ชุดกังหันเกิดการสั่นสะเทือนด้วย
ในการทำงานของกังหันน้ำ ปัจจัยที่สำคัญที่สุดที่ทำให้เกิดการสั่นสะเทือนของชุดกังหันน้ำคือแรงดันของท่อร่าง และปัจจัยนี้จะก่อให้เกิดภัยคุกคามต่อการทำงานปกติของกังหันน้ำฟรานซิส นอกจากนี้ หากเกิดกระแสน้ำวนคาร์แมนที่ส่วนท้ายของการไหลรอบปีกของใบพัด ก็จะส่งผลกระทบต่อการทำงานปกติของกังหันน้ำด้วย เนื่องจากจะทำให้เกิดการสั่นสะเทือนแบบบังคับของใบพัดของกังหันน้ำ เมื่อความถี่ของการสั่นสะเทือนแบบบังคับนี้สร้างความสัมพันธ์แบบหลายชั้นกับความถี่การสั่นสะเทือนตามธรรมชาติของใบพัดของกังหันน้ำ ก็จะส่งผลให้ใบพัดของกังหันน้ำแตกร้าว และอาจถึงขั้นใบพัดแตกได้
นอกจากนี้ ยังมีปัจจัยอื่นที่จะส่งผลต่อการทำงานที่เสถียรของกังหัน นั่นคือ ปัจจัยด้านไฮดรอลิก หากสภาพการทำงานของชุดกังหันเบี่ยงเบนไปจากสภาพการออกแบบของกังหัน ปรากฏการณ์การแยกตัวของการไหลจะเกิดขึ้นที่ทางเข้าและทางออกของใบพัด เนื่องจากความถี่ที่ไม่เสถียรของปรากฏการณ์การแยกตัวของการไหล ระดับของความเสียหายก็แตกต่างกันด้วย แบบจำลองไฮดรอลิกของกังหันไฮดรอลิกเป็นแหล่งพลังงานของโรงไฟฟ้าพลังน้ำทั้งหมด

การออกแบบโครงสร้าง การประมวลผล และการผลิตของชุดกังหันน้ำที่เป็นวิทยาศาสตร์และสมเหตุสมผลสามารถปรับปรุงเสถียรภาพการทำงานของกังหันน้ำได้อย่างมีประสิทธิภาพ และปัจจัยหลักที่มีผลต่อการออกแบบโครงสร้างและการผลิตมีดังต่อไปนี้:
① สำหรับส่วนประกอบของช่องทางการไหล เมื่อแรงดันของการไหลในช่องทางการไหลมีผลต่อส่วนประกอบของช่องทางการไหล ก็จะทำให้เกิดความเครียด เมื่อความเครียดเพิ่มขึ้น ก็จะนำไปสู่การเสียรูปยืดหยุ่นของส่วนประกอบ นอกจากนี้ เมื่อการไหลถูกกวน ส่วนประกอบแต่ละชิ้นก็จะทำให้เกิดการสั่นสะเทือนด้วย เมื่อความถี่การสั่นสะเทือนของการไหลของน้ำเท่ากับความถี่ธรรมชาติของส่วนประกอบ ก็จะทำให้เกิดการสั่นพ้อง ซึ่งจะไม่เพียงแต่ก่อให้เกิดมลพิษทางเสียงที่ร้ายแรงเท่านั้น แต่ยังส่งผลกระทบต่อการทำงานปกติของชุดกังหันน้ำอีกด้วย โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับชุดกังหันน้ำที่มีขนาดใหญ่และความเร็วต่ำ ความถี่ธรรมชาติจะใกล้เคียงกับความถี่ต่ำของไฮดรอลิกมาก จึงได้รับผลกระทบจากการสั่นพ้องได้ง่าย
② อิทธิพลของเทคโนโลยีการประมวลผล ในการประมวลผลและการผลิตชุดกังหันไฮดรอลิก หากการประมวลผลของใบพัดไม่แม่นยำ หรือมีข้อผิดพลาดในกระบวนการเชื่อมส่วนประกอบ ค่าการเปิดทางเข้าและทางออกของใบพัดจะค่อนข้างไม่สม่ำเสมอ ซึ่งอาจนำไปสู่ปัญหาการสั่นสะเทือนของเครื่องยนต์ชุดกังหันไฮดรอลิกในที่สุด
③ เมื่อทำการประมวลผลวงแหวนเขาวงกต รูปทรงรีขนาดใหญ่จะส่งผลให้เกิดปัญหาการสั่นสะเทือนของตัวเครื่องด้วย
นอกจากนี้ คุณภาพการติดตั้งของชุดกังหันน้ำยังส่งผลต่อการทำงานที่เสถียรของชุดกังหันน้ำอีกด้วย ในบรรดาส่วนประกอบต่างๆ ของชุดกังหันน้ำ หากตลับลูกปืนนำทางไม่ศูนย์กลางกันหรือแกนไม่ถูกต้อง จะทำให้เกิดการสั่นสะเทือนของไฮดรอลิกและการสั่นสะเทือนของส่วนประกอบตลับลูกปืน